[发明专利]基于篦冷机液压的料层厚度表征方法

说明书

技术领域

    本发明涉及水泥工业领域，具体涉及一种基于篦冷机液压的料层厚度表征方法。 

背景技术

    水泥篦式冷却机是水泥生产线上的关键设备之一，其主要功能是对窑内煅烧后的高温熟料进行冷却、输送；同时为回转窑及分解炉等提供热空气，是水泥生产线热回收的主要设备。

    篦式冷却机是空气骤冷式冷却机，其工艺流程图如图1所示。热熟料从窑口卸落到篦床上，在往复推动的篦板推送下，沿篦床全床分布开，形成一定厚度的熟料层，鼓入的冷却风从篦床下方吹入，渗透扩散，垂直地穿过在篦床上移动的熟料使其骤冷，风和熟料充分换热，如图1所示。沿熟料运动方向，按温度不同，分为高温区、中温区和低温区。高温区换热后出来的风温度最高，分为二次风、三次风，分别进入回转窑和分解炉；中温区换热后出来的风温度次之，称为余热回收风，进入煤磨和余热发电等装置；低温区换热后出来的风温度很低，作为窑头废气抽出。换完热后的熟料经过熟料破碎机破碎后，通过斜拉链输送到熟料库中。

    篦冷机的热量回收效率是其最重要的工艺指标。篦冷机上热量的回收效率与料层厚度有关系，保持料层厚度的均匀非常重要。料层太薄，则冷却风通过料层的时间偏短，换热效率不高；料层太厚，会影响料床的透气性，进而出现局部喷发状的吹透，使冷风都从喷发吹透的位置吹走，换热效率也会下降。因此，篦冷机的控制，最重要的是要提高篦冷机的料层厚度的稳定性，使之处于尽量厚而又不至于出现喷发吹透的范围内。

因此，料层厚度对篦冷机的优化控制非常重要。料层厚度的表征分为直接法和间接法两大类。

根据文献报导，可以用基于雷达或者红外的方法来直接测量篦层厚度。但这些技术尚不成熟，实际应用效果都不理想，没有进一步推广。

    因此，在工厂实际操作中，都是以间接法为主。其中最主流的方法是测量篦床下方风室的压力（简称篦下压力）。风机的出口压力一般都是固定的，但在风通过篦床时，熟料料层的厚度会造成风阻的不同，进而使篦下压力不同。在熟料颗粒均匀，鼓风量不变的条件下，篦下压力和料层厚度成正比。因此，依据篦下压力的变化，可以大致判断出料层厚度的变化。

    但当窑况不正常时，熟料颗粒粒度会发生变化，进而影响料层的通风阻力，使篦下压力不能准确反映床层厚度。这是篦下压力表征法所固有的缺陷。在文献中，有众多的研究试图解决此问题，提出以篦下压力结合一室风机电流、或篦冷机主机电流，来综合表征料层厚度的方法，但均停留在实验研究阶段，尚难进行推广。

发明内容

     针对现有技术的不足，利用篦冷机传动液压信号和料层厚度的相关性，本发明提出了一种新的篦冷机料层厚度表征方法。其具体技术方案如下：一种基于篦冷机液压的料层厚度表征方法，采集一段时间窗内篦冷机传动液压信号的最大值，来表征篦冷机料层厚度。

进一步的，所述时间窗宽度在10-50秒之间。

进一步的，采用固定时间窗的方法来采集篦冷机传动液压信号的最大值。

进一步的，采用移动时间窗的方法来采集篦冷机传动液压信号的最大值。

进一步的，采集篦冷机传动液压信号的平均值来代替最大值。

进一步的，一段篦冷机液压信号可以作为被控变量，应用于PID控制、专家控制系统、模糊控制系统、模型预测控制系统等各类控制系统中。

进一步的，采用篦冷机液压和篦下压力综合表征料层厚度。

进一步的，在模型预测控制系统中，将一段、二段、三段篦冷机液压信号作为被控变量，一段、二段、三段篦冷机篦速作为操纵变量，实现对一段、二段、三段篦冷机篦速的协同调节，同时提高一段、二段、三段篦冷机料层厚度的稳定性。

    本发明的基于篦冷机液压的料层厚度表征方法将篦冷机液压作为被控变量和控制系统结合起来后，可以实现对篦冷机篦速的自动调节，并大幅提高料层厚度的稳定性。进一步地，料层厚度稳定性的提高，可以稳定并提高篦冷机热回收效率，得到可观的经济效益。

附图说明

图1 是篦冷机工艺流程示意图；

图2 是篦冷机热交换示意图；

图3 是篦冷机传统液压测量信号示意图；

图4 篦冷机传动构件推动熟料前进的示意图；

图5 移动时间窗示意图；

图6 固定时间窗示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步对本发明内容进行阐述。